УДК 51

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА РАСЧЕТА МЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФИЗИЧЕСКОЙ СХЕМЫ БАЗЫ ДАННЫХ С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ТРУДОЕМКОСТИ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Азаров Александр Викторович1, Рыбанов Александр Александрович2
1Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», студент
2Волжский политехнический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», доцент

Аннотация
В статье рассматривается разработка автоматизированной системы расчета метрических характеристик физической схемы базы данных.

Ключевые слова: анализ производительности, база данных, метрика Холстеда


AUTOMATED SYSTEM FOR CALCULATION OF METRICAL CHARACTERISTICS OF PHYSICAL DB SCHEMA TO EVALUATE THE COMPLEXITY OF ENGINEERING PROCESS

Azarov Aleksandr Viktorovich1, Rybanov Alexander Aleksandrovich2
1Volzhskiy Polytechnical Institute, branch of the Volgograd State Technical University Volzhskiy, student
2Volzhskiy Polytechnical Institute, branch of the Volgograd State Technical University Volzhskiy, associate professor

Abstract
This article explores the decelopment of automated system for calculation of metrical characteristics of physical DB schema.

Keywords: database, Halstead metrics, performance analysis, SQL


Библиографическая ссылка на статью:
Азаров А.В., Рыбанов А.А. Автоматизированная система расчета метрических характеристик физической схемы базы данных с целью оценки трудоемкости процесса проектирования // Современная техника и технологии. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3812 (дата обращения: 01.10.2017).

При проектировании информационной системы одной из проблем является оценка реального календарного времени её разработки. Сложность процесса реализации информационной системы находится в зависимости от сложности физической схемы базы данных (БД), лежащей в основе её проекта [1,4,5,6,7].

CASE-средства для создания реляционных БД позволяют выполнять процесс прямого проектирования, то есть генерацию физической схемы БД из логической схемы модели данных. Физическая схема БД представляется в виде sql-скрипта объектов базы данных, если для  реализации БД выбрана СУБД, поддерживающая стандарт языка SQL.

Количественную оценку сложности полученной физической схемы БД можно оценить на основе метрики Холстеда.

Основу метрики Холстеда [3] составляют четыре измеряемые характеристики физической схемы БД, представленной в виде sql-скрипта объектов базы данных:

1) n1 – число уникальных операторов sql-скрипта, включая символы-разделители и знаки операций (словарь операторов – операторы определения данных языка SQL);

2) n2 – число уникальных операндов sql-скрипта (словарь операндов – имена полей, таблиц, представлений, генераторов, триггеров, хранимых процедур, пользовательских функций и т.д.);

3) N1 – общее число операторов в sql-скрипте;

4)  N2– общее число операндов в sql-скрипте.

Основываясь на этих характеристиках, получаемых непосредственно при анализе программного кода sql-скрипта, можно получить следующие количественные оценки для физической схемы БД:

1) словарь sql-скрипта: ;

2) длина sql-скрипта: ;

3) объем sql-скрипта: ;

4) уровень sql-скрипта (без учета теоретических параметров): ;

5) интеллектуальное содержание sql-скрипта (показывает интеллектуаль­ные затраты на создание физической схемы БД): .

Основная трудность при разработке анализатора sql-скрипта физической схемы БД заключалась в разработке набора правил декомпозиции операторов определения данных  языка SQL с целью выделения операторов и операндов. Программная реализация анализатора sql-скрипта выполнена на основе метода рекурсивного спуска.

Предлагаемая автоматизированная система расчета метрических характеристик физической схемы базы данных предназначена для:

1)      автоматической оценки сложности физической схемы базы данных, описание которой представлено в виде sql-скрипта;

2)      учёта производительности разработчиков баз данных;

3)      удаленного предоставления руководителю проекта информации о процессе разработки проекта базы данных;

4)      определения доли участия разработчика базы данных в процессе создания информационной системы.

Для реализации автоматизированной системы использованы следующие программные средства:

-         СУБД MySQL Community Edition 5.6.15;

-         PHP5.

Оптимальным архитектурным решением для подобного рода систем является подход на основе web-сайта, который позволяет осуществить последующее развертывания такой системы на любой операционной системе, а также легкого доступа к функционалу системы.

Автоматизированная система состоит из шести модулей (рис. 1): модуль введения проектов, модуль анализа SQL-скрипта, модуль расчёта, модуль архивирования данных, модуль визуализации, модуль формирования отчётов.

Рисунок 1 – Структурная схема

 

В модуле введения проектов реализован функционал ввода проекта для анализа. Задача модуля анализа SQL-скрипта — обеспечивает выделение лексических единиц sql-скрипта описания физической схемы БД. Модуль расчета на основании полученных характеристик скрипта рассчитывает метрики Холстеда и анализирует сложность скрипта.

 

Модуль хранения проектов баз данных обеспечивает хранение sql-скрипта описания физической схемы БД.

 

Модуль визуализации предоставляет пользователю возможность графической визуализации просмотра результатов расчета метрик Холстеда.

 

Модуль формирования отчётов обеспечивает формирование отчётов в формате html, с результатми анализа проекта физической схемы базы данных.

 

Для информационной поддержки функций автоматизированной системы разработана база данных (рис. 2), состоящая из следующих таблиц:

-      таблица «Проекты» — содержит информацию о проектах: идентификатор проекта, название проекта, дата создания проекта, дата завершения проекта;

-      таблица «Разработчики» — содержит информацию по разработчикам: идентификатор разработчика, фамилия, имя, отчество, должность;

-      таблица «Проектные задачи» — содержит информацию по проектам: идентификатор проекта, дата начала работы над проектом, дата окончания работы над проектом, идентификатор разработчика;

-      таблица «Пользователи системы» — содержит перечень пользователей системы: идентификатор пользователя, фамилия, имя, отчество, адрес электронной почты, пароль.

-      таблица «Права доступа» — содержит сведения о правах доступа к информационной части системы: идентификатор, идентификатор пользователя, идентификатор проекта, права доступа;

-      таблица «Работы над программным кодом» — содержит информацию о скриптах системы: идентификатор скрипта, идентификатор разработчика, идентификатор проекта, наименование скрипта, хэш-сумма скрипта, дата начала разработки, дата конца разработки, количество операторов, количество операндов, количество используемых таблиц, метрики Холстеда;

-      словарь — содержит словарь операторов и операндов: идентификатор слова, тип слова, текст слова.

Рисунок 2 – Схема связи таблиц базы данных

Для обеспечения функционирования системы были разработаны следующие алгоритмы: алгоритм оценки сложности скрипта, алгоритм вычисления производительности разработчика, алгоритм подсчёта
хэш-суммы скрипта, алгоритм подсчета сложности проекта, алгоритм определения доли участия программиста в проекте.

Одной из функций системы является возможность анализа занятости программистов за период времени. График вовлеченности разработчика
(рис. 3) формируется на основе суммарной метрик рассчитанной по скриптам, загруженным разработчиком по текущим заданиям.

Рисунок 3 – График вовлеченности разработчика

Внедрение разработанной системы позволит обеспечить оценку интеллектуальных затрат на создание физической схемы базы данных, производить полный анализ загруженности разработчика и сравнительный анализ интеллектуальных затрат разработчиков.


Библиографический список
  1. Кузьмин А.А., Рыбанов А.А. Исследование методов количественной оценки схем реляционных баз данных // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 7. – C. 137-138.
  2. Морозов А.О., Рыбанов А.А. Подходы к измерению количественных метрик физических схем баз данных // Студенческий научный форум 2014 : докл. VI междунар. студ. электрон. науч. конф., 15 февр. – 31 марта 2014 г. Направл.: Технические науки / РАЕ. – М., 2014. – C. 1-8. – Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/143.pdf.
  3. Рыбанов А.А. Критерии количественной оценки сложности схем реляционных баз данных на основе метрики Холстеда // Теоретические вопросы разработки, внедрения и эксплуатации программных средств: матер. всерос. науч.-практ. конф. / ОГТИ. – Орск, 2011. – C. 127-129.
  4. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010614722 от 20 июля 2010 г. РФ, МПК (нет). Автоматизированная система нормализации логических схем реляционных баз данных / Рыбанов А.А., Черняев А.О.; ГОУ ВПО “ВолгГТУ”. – 2010.
  5. Утицких И.А., Рыбанов А.А. Анализ физических схем реляционных баз данных // Студенческий научный форум 2013 : V междунар. студ. электрон. науч. конф., 15 февр. – 31 марта 2013 г. Направл. “Технические науки” / Рос. акад. естествознания. – М., 2013. – С. 1-4. – Режим доступа : http://www.scienceforum.ru/2013/pdf/4553.pdf.
  6. Утицких И.А., Рыбанов А.А. Исследование метрических характеристик физических схем реляционных баз данных // Девятнадцатая межвузовская научно-практическая конференция молодых учёных и студентов, г. Волжский, 27-31 мая 2013 г. : тез. докл. / Филиал МЭИ в г. Волжском. – Волжский, 2013. – C. 39-41.
  7. Черняев А.О., Рыбанов А.А. Разработка и исследование алгоритмов автоматизированного проектирования логических схем реляционных баз данных // В мире научных открытий. – 2010. – № 4, ч. 11. – C. 128-129.


Все статьи автора «Азаров Александр Викторович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: